(57)【要約】  ＥＣＵは、エンジンの始動要求がある場合であって（Ｓ２００にてＹＥＳ）、回転モードが選択されている場合のモータの駆動中に（Ｓ２１０にてＮＯ，Ｓ２２０にてＹＥＳ）、変動抑制制御を実行するステップ（Ｓ２３０）と、全駆動モードが選択されている場合であって（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、かつ、ピニオンギヤとリングギヤとの係合が完了している場合（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、変動抑制制御の実行を解除するステップ（Ｓ２５０）とを含む、プログラムを実行する。
2012008050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動装置であって、
前記エンジン（１００）を始動させるスタータ（２００）と、
前記エンジン（１００）のクランク軸（１１１）に連結され、前記エンジン（１００）の負荷を変動する機器（１３２，１３４）と、
前記スタータ（２００）の制御装置（３００）とを備え、
前記スタータ（２００）は、
前記エンジン（１００）の前記クランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、
駆動状態において、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、
前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含み、
前記制御装置（３００）は、前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）の各々を個別に駆動可能であり、
前記制御装置（３００）は、前記アクチュエータ（２３２）の駆動に先立って前記モータ（２２０）を駆動させる回転モードを有し、
前記回転モードの実行時に、前記アクチュエータ（２３２）の駆動より前に前記エンジン（１００）および前記機器（１３２，１３４）の負荷変動を抑制する、エンジンの始動装置。
【請求項２】
前記制御装置（３００）は、前記第１のギヤ（１１０）と前記第２のギヤ（２６０）との係合が完了した場合に前記負荷の変動の抑制を解除する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
前記機器は、エアコンディショナコンプレッサ（１３４）およびオルタネータ（１３２）のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記機器（１３２，１３４）の作動状態を保持する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記エンジン（１００）の作動状態を保持する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記エンジン（１００）の負荷の変動を禁止するように前記エンジン（１００）および前記機器（１３２，１３４）のうちのいずれか一方を制御する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
前記機器は、エアコンディショナコンプレッサ（１３４）およびオルタネータ（１３２）のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記機器の作動を禁止する、請求の範囲第５項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記エンジン（１００）に対する制御値の変化を禁止する、請求の範囲第５項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
前記制御装置（３００）は、前記エンジン（１００）の回転速度に基づいて複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択して前記エンジン（１００）が始動するように前記アクチュエータ（２３２）と前記モータ（２２０）とを制御し、
前記複数の制御モードは、前記回転モードの実行後に前記第１のギヤ（１１０）に向けて前記第２のギヤ（２６０）が移動するように前記アクチュエータ（２３２）を作動させるための第１制御モードと、前記アクチュエータ（２３２）の作動を開始した後に前記モータ（２２０）を作動させるための第２制御モードとを含む、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項９】
エンジンの始動方法であって、
前記エンジンには、前記エンジン（１００）を始動させるスタータ（２００）と、前記エンジン（１００）のクランク軸（１１１）に連結され、前記エンジン（１００）の負荷を変動する機器（１３２，１３４）と、スタータ（２００）の制御装置（３００）とが設けられ、
前記スタータ（２００）は、前記エンジン（１００）の前記クランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、駆動状態において、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含み、
前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）の各々は、個別に駆動可能であり、
前記始動方法は、前記アクチュエータ（２３２）の駆動に先立って前記モータ（２２０）を駆動させる回転モードで前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）を駆動するステップと、
前記回転モードの実行時に、前記アクチュエータ（２３２）の駆動より前に前記エンジン（１００）および前記機器（１３２，１３４）の負荷変動を抑制するステップとを備える、エンジンの始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動装置およびエンジンの始動方法に関し、特に、エンジンのフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤと係合するようにピニオンギヤを移動させるアクチュエータと、ピニオンギヤを回転させるモータとが個別に制御されるスタータを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンなどの内燃機関を有する自動車においては、燃費削減や排気エミッション低減などを目的として、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダルが操作された状態においてエンジンの自動停止を行なうとともに、たとえば、ブレーキペダルの操作量が零まで減少されるなどの、運転者による再発進の動作によって自動再始動をする、いわゆるアイドリングストップ機能を搭載したものがある。【０００３】
このアイドリングストップにおいて、エンジンの回転速度が比較的高い状態で、エンジンの再始動が行なわれる場合がある。このような場合において、エンジンを回転させるためのピニオンギヤの押出しとピニオンギヤの回転とが１つの駆動指令によって行なわれる従来のスタータでは、ピニオンギヤとエンジンのリングギヤとの係合が容易となるように、エンジンの回転速度が十分に低下するのを待ってスタータが駆動される。そうすると、エンジンの再始動要求から実際のエンジンのクランキングまでに時間遅れが発生してしまい、運転者に違和感を与えてしまうおそれがあった。【０００４】
特開２００５−３３０８１３号公報（特許文献１）には、このような課題を解決するために、ピニオンギヤの係合動作およびピニオンギヤの回転動作が独立して実行可能な構成を有するスタータを用いて、停止要求発生直後のエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、ピニオンギヤの係合動作に先立ってピニオンギヤの回転動作を行なうとともに、ピニオンギヤの回転速度がエンジン回転速度に同期したときに、ピニオンギヤの係合動作を行なうことによってエンジンの再始動を行なう技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００５−３３０８１３号公報に記載の技術のように、ピニオンギヤの回転速度とエンジン回転速度とが同期したときに、ピニオンギヤの係合動作を行なう場合において、ピニオンギヤの係合動作前にエンジンの回転速度が急変動するとピニオンギヤの回転速度とエンジン回転速度とを同期させることが困難となるという問題がある。そのため、エンジンの始動性が悪化する場合がある。【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に係るエンジンの始動装置は、エンジンを始動させるスタータと、エンジンのクランク軸に連結され、エンジンの負荷を変動する機器と、スタータの制御装置とを備える。スタータは、エンジンのクランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第２のギヤを回転させるモータとを含む。制御装置は、アクチュエータおよびモータの各々を個別に駆動可能である。制御装置は、アクチュエータの駆動に先立ってモータを駆動させる回転モードを有する。制御装置は、回転モードの実行時に、アクチュエータの駆動より前にエンジンおよび機器の負荷変動を抑制する。【０００９】
好ましくは、制御装置は、第１のギヤと第２のギヤとの係合が完了した場合に負荷の変動の抑制を解除する。【００１０】
さらに好ましくは、機器は、エアコンディショナコンプレッサおよびオルタネータのうちの少なくともいずれか一方を含む。制御装置は、始動要求後の第１時点からアクチュエータを作動させる第２時点までの間機器の作動状態を保持する。【００１１】
さらに好ましくは、制御装置は、始動要求後の第１時点からアクチュエータを作動させる第２時点までの間エンジンの作動状態を保持する。【００１２】
さらに好ましくは、制御装置は、始動要求後の第１時点からアクチュエータを作動させる第２時点までの間エンジンの負荷の変動を禁止するようにエンジンおよび機器のうちのいずれか一方を制御する。【００１３】
さらに好ましくは、機器は、エアコンディショナコンプレッサおよびオルタネータのうちの少なくともいずれか一方を含む。制御装置は、始動要求後の第１時点からアクチュエータを作動させる第２時点までの間機器の作動を禁止する。【００１４】
さらに好ましくは、制御装置は、始動要求後の第１時点からアクチュエータを作動させる第２時点までの間エンジンに対する制御値の変化を禁止する。【００１５】
さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの回転速度に基づいて複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択してエンジンが始動するようにアクチュエータとモータとを制御する。複数の制御モードは、回転モードの実行後に第１のギヤに向けて第２のギヤが移動するようにアクチュエータを作動させるための第１制御モードと、アクチュエータの作動を開始した後にモータを作動させるための第２制御モードとを含む。【００１６】
この発明の他の局面に係るエンジンの始動方法におけるエンジンには、エンジンを始動させるスタータと、エンジンのクランク軸に連結され、エンジンの負荷を変動する機器と、スタータの制御装置とが設けられる。スタータは、エンジンのクランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第２のギヤを回転させるモータとを含む。アクチュエータおよびモータの各々は、個別に駆動可能である。この始動方法は、アクチュエータの駆動に先立ってモータを駆動させる回転モードでアクチュエータおよびモータを駆動するステップと、回転モードの実行時に、アクチュエータの駆動より前にエンジンおよび機器の負荷変動を抑制するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１７】
エンジンの始動要求がある場合、アクチュエータを作動させる時点よりも前にエンジンの負荷の変動を抑制するようにエンジン１００または機器を制御することによって、エンジンの回転速度の急変動を抑制することができる。そのため、モータの駆動後にアクチュエータを作動させる場合に、エンジンの回転速度を精度よく予測することができる。その結果、エンジンの回転速度とモータの回転速度とを同期させるためのモータの駆動開始タイミングを精度よく設定することができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】スタータの動作モードの遷移を説明するための図である。
【図４】エンジン始動動作時の駆動モードを説明するための図である。
【図５】ＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図６】ＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
［エンジン始動装置の構成］
図１は、車両１０の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１０は、エンジン１００と、バッテリ１２０と、スタータ２００と、制御装置（以下ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）とも称する。）３００と、リレーＲＹ１，ＲＹ２とを備える。また、スタータ２００は、モータ２２０と、アクチュエータ２３２と、連結部２４０と、出力部材２５０と、ピニオンギヤ２６０とを含む。また、アクチュエータ２３２は、プランジャ２１０とソレノイド２３０とを含む。
【００２１】
エンジン１００は、車両１０を走行するための駆動力を発生する。エンジン１００の出力軸であるクランク軸１１１は、クラッチや減速機などを含んで構成される動力伝達装置を介在させて、駆動輪に接続される。
【００２２】
エンジン１００には、エンジン１００に空気を供給する吸気通路１６６が設けられる。吸気通路１６６には、吸気通路１６６を流通する空気の流量を調整するためのスロットルバルブ１６４が設けられる。スロットルバルブ１６４は、スロットルモータ１６０によって作動する。スロットルモータ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＴＨＣに基づいて駆動する。スロットルバルブ１６４の位置、すなわち、スロットル開度は、スロットルポジションセンサ１６２によって検出される。スロットルポジションセンサ１６２は、検出値ＴＨをＥＣＵ３００へ出力する。
【００２３】
エンジン１００には、吸気バルブおよび排気バルブを駆動するためのバルブ駆動用アクチュエータ１７２が設けられるようにしてもよい。バルブ駆動用アクチュエータ１７２は、たとえば、吸気バルブおよび排気バルブを直接駆動することによって各開弁量を調整するアクチュエータであってもよいし、吸気バルブおよび排気バルブの閉じタイミングおよびリフト量を変更するためのアクチュエータであってもよい。バルブ駆動用アクチュエータ１７２は、ＥＣＵからの制御信号ＶＢに基づいて駆動する。
【００２４】
エンジン１００には、回転速度センサ１１５が設けられる。回転速度センサ１１５は、エンジン１００の回転速度Ｎｅを検出し、その検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。
【００２５】
バッテリ１２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ１２０は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電などの二次電池を含んで構成される。また、バッテリ１２０は、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成されてもよい。
【００２６】
さらに、エンジン１００には、エンジン１００の負荷を変動させる機器として、オルタネータ１３２と、エアコンディショナコンプレッサ１３４とが設けられる。オルタネータ１３２の入力軸にはプーリ１３６が設けられる。また、エアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸には、プーリ１３８が設けられる。エンジン１００のクランク軸１１１にはプーリ１６８が設けられる。プーリ１３６，１３８，１６８は、ベルト１７０を用いて連結される。したがって、エンジン１００のクランク軸１１１の回転力は、プーリ１６８およびベルト１７０を経由してプーリ１３６，１３８に伝達される。
【００２７】
オルタネータ１３２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＬＴに基づいて内蔵する電磁コイルを励磁することによってプーリ１３６に伝達された回転力を用いて発電する。オルタネータ１３２は、発電した電力を図示しないインバータやコンバータ等を経由してバッテリ１２０に供給することによってバッテリ１２０を充電する。なお、オルタネータ１３２は、オルタネータ１３２において発電された電力を図示しないインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１２７を経由してバッテリ１２０に供給することによってバッテリ１２０を充電するようにしてもよい。オルタネータ１３２の発電量は、ＥＣＵ３００により制御される。
【００２８】
エアコンディショナコンプレッサ１３４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＣに基づいて作動する。エアコンディショナコンプレッサ１３４には電磁クラッチ１４２が内蔵される。電磁クラッチ１４２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＣに基づいて係合状態となったり、解放状態となったりする。
【００２９】
電磁クラッチ１４２の状態が係合状態になる場合、クランク軸１１１からベルト１７０を経由してプーリ１３８に伝達される回転力は、エアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸に伝達される。そのため、プーリ１３８とエアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸とが一体的に回転することによってエアコンディショナコンプレッサ１３４が作動する。
【００３０】
また、電磁クラッチ１４２の状態が解放状態になる場合、クランク軸１１１からベルト１７０を経由してプーリ１３８に伝達される回転力は、エアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸に伝達されない。そのため、この場合、プーリ１３８とエアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸とのうちのプーリ１３８のみが回転する。
【００３１】
本実施の形態に係るエンジン１００の始動装置は、エンジン１００を始動させるスタータ２００と、エンジンのクランク軸１１１に連結され、エンジン１００の負荷を変動する機器（オルタネータ１３２，エアコンディショナコンプレッサ１３４）と、スタータ２００の制御装置であるＥＣＵ３００とを備える。
【００３２】
バッテリ１２０は、ＥＣＵ３００によって制御されるリレーＲＹ１，ＲＹ２を介在させて、スタータ２００に接続される。そして、バッテリ１２０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２が閉成されることによって、スタータ２００に駆動用の電源電圧を供給する。なお、バッテリ１２０の負極は車両１０のボディアースに接続される。
【００３３】
バッテリ１２０には、電圧センサ１２５が設けられる。電圧センサ１２５は、バッテリ１２０の出力電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。
【００３４】
バッテリ１２０の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７を経由して、ＥＣＵ３００、および空調装置のインバータなどの補機に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７は、ＥＣＵ３００などに供給される電圧を維持するようにＥＣＵ３００により制御される。たとえば、モータ２２０を駆動してエンジン１００をクランキングすることによってバッテリ１２０の電圧が一時的に低下することに鑑みて、モータ２２０を駆動するときに昇圧するように制御される。
【００３５】
後述するように、モータ２２０は、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合に駆動するように制御されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７は、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合に昇圧するように制御される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７の制御方法はこれに限定されない。
【００３６】
リレーＲＹ１の一方端はバッテリ１２０の正極に接続され、リレーＲＹ１の他方端はスタータ２００内のソレノイド２３０の一方端に接続される。リレーＲＹ１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１により制御され、バッテリ１２０からソレノイド２３０への電源電圧の供給と遮断とを切替える。
【００３７】
リレーＲＹ２の一方端はバッテリ１２０の正極に接続され、リレーＲＹ２の他方端はスタータ２００内のモータ２２０に接続される。リレーＲＹ２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、バッテリ１２０からモータ２２０へ電源電圧の供給と遮断とを切替える。また、リレーＲＹ２とモータ２２０とを結ぶ電力線には、電圧センサ１３０が設けられる。電圧センサ１３０は、モータ電圧ＶＭを検出して、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。
【００３８】
本実施の形態において、スタータ２００は、エンジン１００のクランク軸１１１に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータ２３２と、第２のギヤを回転させるモータ２２０とを含む。本実施の形態において「第１のギヤ」は、エンジン１００のクランク軸１１１に連結されたリングギヤ１１０であり、「第２のギヤ」は、ピニオンギヤ２６０である。
【００３９】
上述のように、スタータ２００内のモータ２２０およびソレノイド２３０への電源電圧の供給は、リレーＲＹ１，ＲＹ２によってそれぞれ独立に制御することが可能である。
【００４０】
出力部材２５０は、モータ内部のロータ（図示せず）の回転軸と、たとえば直線スプラインなどで結合される。また、出力部材２５０のモータ２２０とは反対側の端部には、ピニオンギヤ２６０が設けられる。リレーＲＹ２が閉成されることによって、バッテリ１２０から電源電圧が供給されてモータ２２０が回転すると、出力部材２５０は、ロータの回転動作をピニオンギヤ２６０に伝達して、ピニオンギヤ２６０を回転させる。
【００４１】
ソレノイド２３０の一方端は上述のようにリレーＲＹ１に接続され、ソレノイド２３０の他方端はボディアースに接続される。リレーＲＹ１が閉成されソレノイド２３０が励磁されると、ソレノイド２３０はプランジャ２１０を矢印の方向に吸引する。
【００４２】
プランジャ２１０は、連結部２４０を介して出力部材２５０と結合される。ソレノイド２３０が励磁されてプランジャ２１０が矢印の方向に吸引される。これにより、支点２４５が固定された連結部２４０によって、出力部材２５０が、図１に示された待機位置から、プランジャ２１０の動作方向とは逆の方向、すなわちピニオンギヤ２６０がモータ２２０の本体から遠ざかる方向に動かされる。また、プランジャ２１０は、図示しないばね機構によって、図１中の矢印とは逆向きの力が付勢されており、ソレノイド２３０が非励磁となると、待機位置に戻される。
【００４３】
このように、ソレノイド２３０が励磁されることによって、出力部材２５０が軸方向に動作すると、ピニオンギヤ２６０が、エンジン１００のクランク軸１１１に取付けられたフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合する。そして、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合した状態で、ピニオンギヤ２６０が回転動作することによって、エンジン１００がクランキングされ、エンジン１００が始動される。
【００４４】
このように、本実施の形態においては、エンジン１００のフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合するようにピニオンギヤ２６０を移動させるアクチュエータ２３２と、ピニオンギヤ２６０を回転させるモータ２２０とが個別に制御される。
【００４５】
なお、図１には図示しないが、リングギヤ１１０の回転動作によって、モータ２２０のロータが回転されないように、出力部材２５０とモータ２２０のロータ軸の間にワンウェイクラッチが設けられてもよい。
【００４６】
また、図１におけるアクチュエータ２３２は、ピニオンギヤ２６０の回転をリングギヤ１１０に伝達でき、かつピニオンギヤ２６０およびリングギヤ１１０が係合した状態と、両方が非係合の状態とを切替えることができる機構であれば、上記のような機構に限られるものではなく、たとえば、出力部材２５０の軸を、ピニオンギヤ２６０の径方向に動かすことによってピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合するような機構であってもよい。
【００４７】
ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
【００４８】
ＥＣＵ３００は、アクセルペダル１４０に設けられたセンサ（図示せず）からのアクセルペダル１４０の操作量を表わす信号ＡＣＣを受ける。ＥＣＵ３００は、ブレーキペダル１５０に設けられたセンサ（図示せず）からのブレーキペダル１５０の操作量を表わす信号ＢＲＫを受ける。また、ＥＣＵ３００は、運転者によるイグニッション操作などによる始動操作信号ＩＧ−ＯＮを受ける。ＥＣＵ３００は、これらの情報に基づいて、エンジン１００の始動要求信号および停止要求信号を生成し、それに従って制御信号ＳＥ１，ＳＥ２を出力してスタータ２００の動作を制御する。
【００４９】
ＥＣＵ３００は、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の各々を個別に駆動させることができる。また、ＥＣＵ３００は、アクチュエータ２３２の駆動に先立ってモータ２２０を駆動させる回転モードを有する。本実施の形態において、ＥＣＵ３００は、回転モード実行時に、アクチュエータ２３２の駆動より前にエンジン１００および上記した機器（すなわち、オルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４）の負荷変動を抑制する。
【００５０】
図２を参照して、ＥＣＵ３００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ３００の機能は、ソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアの協働により実現してもよい。
【００５１】
ＥＣＵ３００は、判定部３０２と、スタータ制御部３０４と、変動抑制制御部３０６とを備える。判定部３０２は、エンジン１００を始動要求があるか否かを判定する。判定部３０２は、たとえば、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零まで減少すると、エンジン１００の始動要求があると判定する。より具体的には、判定部３０２は、エンジン１００および車両１０が停止した状態において、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零まで減少すると、エンジン１００の始動要求があると判定する。判定部３０２がエンジン１００の始動要求があるか否かを判定する方法はこれに限らない。ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動要求があると判定した場合、エンジン１００の始動要求信号を生成し、それに従って制御信号ＳＥ１，ＳＥ２を出力する。
【００５２】
本実施の形態において、スタータ制御部３０４は、エンジン１００の始動要求信号が生成された場合、すなわち、エンジン１００の始動要求があると判定された場合、エンジン１００の回転速度Ｎｅに基づいて複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択して、エンジン１００が始動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御する。複数の制御モードは、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動した後、ピニオンギヤ２６０が回転を開始するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される第１のモードと、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される第２のモードとを含む。
【００５３】
なお、スタータ制御部３０４は、エンジン１００の始動要求があると判定された場合、複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択することなく、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御するものであってもよい。
【００５４】
スタータ制御部３０４は、第１のモードを選択した場合には、判定部３０２によってエンジン１００の始動要求があると判定されたときにピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２を制御し、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動した後に、ピニオンギヤ２６０が回転するようにモータ２２０を制御する。
【００５５】
スタータ制御部３０４は、第２のモードを選択した場合には、判定部３０２によってエンジン１００の始動要求があると判定されたときにピニオンギヤ２６０が回転を開始するようにモータ２２０が制御され、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後にピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２を制御する。
【００５６】
スタータ制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが予め定められた第１の基準値α１以下である場合に、第１のモードを選択する。スタータ制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１より大きい場合に、第２のモードを選択する。
【００５７】
変動抑制制御部３０６は、第２のモードが選択された場合に、スタータ制御部３０４によってアクチュエータ２３２を作動させる時点よりも前にエンジン１００の負荷の変動を抑制するようにエンジン１００と、エンジン１００に連結され、作動によってエンジン１００の負荷を変動させる機器とのうちの少なくともいずれか一方を制御する。
【００５８】
具体的には、変動抑制制御部３０６は、スタータ制御部３０４によって第２のモードが選択され、判定部３０２によってエンジン１００の始動要求があると判定されたときに、始動要求後の第１時点からスタータ制御部３０４によってアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間にエンジン１００の負荷の変動を抑制するようにエンジン１００または作動によってエンジン１００の負荷を変動させる機器を制御する。第１時点は、始動要求があると判定された時点であってもよいし、モータ２２０の作動を開始する時点であってもよく、少なくともアクチュエータ２３２を作動させる前にエンジン１００の回転速度Ｎｅが急変動しないように設定される時点である。
【００５９】
本実施の形態において、エンジン１００の負荷を変動させる機器は、オルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４のうちのいずれか一方であるとして説明するが、オルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４に加えて、ベルト１７０に連結される機器であれば特にこれらに限定されるものではない。たとえば、機器は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じてエンジン１００の動力を用いて作動するパワーステアリングの油圧を発生させるためのポンプであってもよい。
【００６０】
変動抑制制御部３０６は、第２のモードが選択された場合に、始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間機器の作動状態を保持することによってエンジン１００の負荷の変動を抑制する。
【００６１】
変動抑制制御部３０６は、たとえば、第２のモードが選択された場合であって、かつ、始動要求後の第１時点においてオルタネータ１３２が作動している場合、第１時点から第２時点までの間オルタネータ１３２における発電量を保持するようにオルタネータ１３２を制御する。
【００６２】
変動抑制制御部３０６は、たとえば、第２のモードが選択された場合であって、かつ、始動要求後の第１時点において電磁クラッチ１４２の状態が係合状態であり、エアコンディショナコンプレッサ１３４が作動している場合、第１時点から第２時点までの間電磁クラッチ１４２の係合状態およびエアコンディショナコンプレッサ１３４の作動量を保持するようにエアコンディショナコンプレッサ１３４を制御する。
【００６３】
さらに、変動抑制制御部３０６は、たとえば、第２のモードが選択された場合であって、かつ、始動要求後の第１時点においてオルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４がいずれも作動している場合、第１時点から第２時点までの間オルタネータ１３２の作動量、電磁クラッチ１４２の係合状態およびエアコンディショナコンプレッサ１３４の作動量を保持するようにオルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４を制御する。
【００６４】
さらに、変動抑制制御部３０６は、第２のモードが選択された場合、始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００の作動状態を保持する。変動抑制制御部３０６は、たとえば、スロットルバルブの開度を保持するようにスロットルモータ１６０を制御したり、吸気バルブおよび排気バルブの各開弁量あるいはリフト量および閉じタイミングの各々を保持するようにバルブ駆動用アクチュエータ１７２を制御したりしてもよい。
【００６５】
あるいは、変動抑制制御部３０６は、第２のモードが選択された場合、始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００の負荷の変動を禁止するようにエンジン１００および機器のうちのいずれか一方を制御するようにしてもよい。
【００６６】
変動抑制制御部３０６は、たとえば、第２のモードが選択された場合、始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間機器の作動を禁止する。変動抑制制御部３０６は、たとえば、空調装置を作動させる操作あるいは自動的に室内の温度を調整するために空調装置を作動させる要求がある場合においても電磁クラッチ１４２が係合状態となることを禁止する。
【００６７】
あるいは、変動抑制制御部３０６は、たとえば、オルタネータ１３２の作動要求がある場合にオルタネータ１３２の作動を禁止する。
【００６８】
また、変動抑制制御部３０６は、第２のモードが選択された場合、始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００に対する制御値の変化を禁止する。エンジン１００に対する制御値とは、たとえば、スロットル開度の制御値、吸気バルブおよび排気バルブの各開弁量の制御値または吸気バルブおよび排気バルブのリフト量および閉じタイミングの各々の制御値である。変動抑制制御部３０６は、第２のモードが選択された場合、始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間たとえばスロットルバルブ１６４が全閉となることを禁止したり、あるいは、吸気バルブおよび排気バルブが全閉となることを禁止したりする。
【００６９】
変動抑制制御部３０６は、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了した場合に負荷の変動の抑制あるいは禁止を解除する。変動抑制制御部３０６は、たとえば、ソレノイド２３０への電流値がソレノイド２３０が駆動していることを示す値である場合にリングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了した判定してもよい。あるいは、変動抑制制御部３０６は、たとえば、モータ２２０およびアクチュエータ２３２が作動してから予め定められた時間が経過するまでモータ２２０の回転速度Ｎｍとエンジン１００の回転速度Ｎｅとの差の絶対値が予め定められた値以下の状態が継続している場合に、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了したと判定してもよい。
【００７０】
［スタータの動作モードの説明］
図３は、本実施の形態におけるスタータ２００の動作モードの遷移を説明するための図である。本実施の形態におけるスタータ２００の動作モードには、待機モード４１０、係合モード４２０、回転モード４３０、および全駆動モード４４０が含まれる。
【００７１】
前述した第１のモードは、係合モード４２０を経て、全駆動モード４４０に移行するモードである。前述した第２のモードは、回転モード４３０を経て、全駆動モード４４０に移行するモードである。
【００７２】
待機モード４１０は、スタータ２００のアクチュエータ２３２およびモータ２２０の両方の駆動を停止させるモードであって、エンジン１００の始動要求がない場合に選択されるモードである。待機モード４１０は、スタータ２００の初期状態に相当し、エンジン１００の始動動作前、エンジン１００が始動完了した後、およびエンジン１００の始動が失敗したときなどにおいて、スタータ２００の駆動が不要となった場合に選択される。
【００７３】
全駆動モード４４０は、スタータ２００のアクチュエータ２３２およびモータ２２０の両方を駆動させるモードである。この全駆動モード４４０が選択された場合、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０が係合した状態で、ピニオンギヤ２６０を回転させるようにモータ２２０およびアクチュエータ２３２が制御される。これによって、実際にエンジン１００がクランキングされて始動動作が開始される。
【００７４】
本実施の形態におけるスタータ２００は、上述のように、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の各々を、独立して駆動することができる。そのため、待機モード４１０から全駆動モード４４０に遷移する過程において、モータ２２０の駆動に先立ってアクチュエータ２３２を駆動する場合（すなわち、係合モード４２０に相当）と、アクチュエータ２３２の駆動に先立ってモータ２２０を駆動する場合（すなわち、回転モード４３０に相当）とがある。
【００７５】
この係合モード４２０および回転モード４３０の選択は、基本的には、エンジン１００の再始動要求が発生したときの、エンジン１００の回転速度Ｎｅに基づいて行なわれる。
【００７６】
係合モード４２０は、アクチュエータ２３２とモータ２２０とのうちアクチュエータ２３２のみが駆動され、モータ２２０が駆動されていない状態である。このモードは、ピニオンギヤ２６０が停止した状態においても、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合可能である場合に選択される。具体的には、エンジン１００が停止している状態、あるいはエンジン１００の回転速度Ｎｅが十分に低下した状態（Ｎｅ≦第１の基準値α１）の場合に、この係合モード４２０が選択される。
【００７７】
エンジン１００の始動要求信号が生成された後にアクチュエータ２３２およびモータ２２０が係合モード４２０が選択される。
【００７８】
そして、係合モード４２０が動作モードとして選択された後に、係合モード４２０から全駆動モード４４０に動作モードが遷移する。すなわち、全駆動モード４４０が選択されてアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される。すなわち、本実施の形態においては、アクチュエータ２３２の駆動開始から予め定められた時間が経過したことに基づいて、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が完了したと判定される。
【００７９】
一方、回転モード４３０は、アクチュエータ２３２とモータ２２０とのうちモータ２２０のみが駆動され、アクチュエータ２３２が駆動されていない状態である。このモードは、たとえば、エンジン１００の停止要求直後に、エンジン１００の再始動要求が出力されたような場合に、エンジン１００の回転速度Ｎｅが相対的に高いとき（α１＜Ｎｅ≦第２の基準値α２）に選択される。
【００８０】
エンジン１００の始動要求信号が生成された場合に、アクチュエータ２３２およびモータ２２０が回転モード４３０で制御される。
【００８１】
このように、エンジン１００の回転速度Ｎｅが高いときには、ピニオンギヤ２６０を停止したままの状態では、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との間の速度差が大きく、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が困難となる可能性がある。そのため、回転モード４３０においては、アクチュエータ２３２の駆動に先立ってモータ２２０のみが駆動され、リングギヤ１１０の回転速度Ｎｅとピニオンギヤ２６０の回転速度とを同期させる。そして、リングギヤ１１０の回転速度Ｎｅとピニオンギヤ２６０の回転速度との差が十分に小さくなったことに応じて同期が成立したと判定されたときにアクチュエータ２３２が駆動され、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が行なわれる。そして、動作モードが回転モード４３０から全駆動モード４４０へ遷移する。
【００８２】
本実施の形態において同期の成立の判定としては、具体的には、エンジン１００の回転速度Ｎｅとピニオンギヤ２６０の回転速度（クランク軸換算のモータ２２０の回転速度Ｎｍ）との相対回転速度Ｎｄｉｆｆ（＝Ｎｅ−Ｎｍ）が所定のしきい値の範囲内となっているか否かによって行なう（０≦β１≦Ｎｄｉｆｆ＜β２）。なお、同期の成立の判定を、相対回転速度Ｎｄｉｆｆの絶対値がしきい値βより小さいか否か（｜Ｎｄｉｆｆ｜＜β）によって判定することも可能であるが、エンジン１００の回転速度Ｎｅのほうがピニオンギヤ２６０の回転速度より高い状態で係合させるほうがより好ましい。
【００８３】
全駆動モード４４０の場合に、エンジン１００の始動が完了し、エンジン１００が自立運転を開始したことに応じて、運転モードは全駆動モード４４０から待機モード４１０へ戻される。
【００８４】
このように、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合、すなわち、エンジン１００を始動すると判定された場合、係合モード４２０を経て、全駆動モード４４０に移行する第１のモードと、回転モード４３０を経て、全駆動モード４４０に移行する第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで、アクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される。
【００８５】
図４は、本実施の形態において、エンジン始動動作時に選択される２つの駆動モード（第１のモード，第２のモード）によるエンジンの始動制御およびエンジンの始動制御と並行して実行される変動抑制制御を説明するための図である。
【００８６】
図４の横軸には時間が示され、縦軸には、エンジン１００の回転速度Ｎｅ、第１のモード時および第２のモード時における、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の駆動状態が示される。
【００８７】
時刻ｔ０において、たとえば車両１０が停止し、かつ運転者によりブレーキペダル１５０が操作されているという条件が満たされたことによってエンジン１００の停止要求が生成され、エンジン１００の燃焼が停止された場合を想定する。この場合に、エンジン１００が再始動されなければ、実線の曲線Ｗ０のように、徐々にエンジン１００の回転速度Ｎｅが低下し、最終的にエンジン１００の回転が停止する。
【００８８】
次に、エンジン１００の回転速度Ｎｅの低下中に、たとえば、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零になったことによってエンジン１００の再始動要求が生成された場合について考える。この場合には、エンジン１００の回転速度Ｎｅによって３つの領域に分類される。
【００８９】
第１の領域（領域１）は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２よりも高い場合であり、たとえば、図４中の点Ｐ０において再始動要求が生成されたような状態である。
【００９０】
この領域１は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが十分に高いので、燃料噴射および点火動作によって、スタータ２００を用いなくともエンジン１００が始動可能な領域である。すなわち、領域１は、エンジン１００が自立復帰可能な領域である。したがって、領域１においては、スタータ２００の駆動が禁止される。なお、上述の第２の基準値α２については、モータ２２０の最高回転速度によって制限される場合もある。
【００９１】
第２の領域は（領域２）は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１および第２の基準値α２の間にある場合であり、図４中の点Ｐ１において再始動要求が生成されたような状態である。
【００９２】
この領域２は、エンジン１００は自立復帰できないが、エンジン１００の回転速度Ｎｅが比較的高い状態の領域である。この領域においては、図３で説明したように、回転モード（第２のモード）が選択される。
【００９３】
時刻ｔ２において、エンジン１００の再始動要求が生成されると、スタータ制御部３０４は、まずモータ２２０を駆動させる。これによって、ピニオンギヤ２６０が回転し始める。また、変動抑制制御部３０６は、モータ２２０の駆動にともなって変動抑制制御を実行する。変動抑制制御については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰返さない。変動抑制制御が実行されることによって、エンジン１００の回転速度Ｎｅの急変動が抑制される。
【００９４】
時刻ｔ３において、アクチュエータ２３２が駆動される。時刻ｔ４において、アクチュエータ２３２が駆動されることによってリングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了すると変動抑制制御の実行が解除される。そして、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とが係合されると、エンジン１００がクランキングされて、破線の曲線Ｗ１のようにエンジン１００の回転速度Ｎｅが増加する。その後、エンジン１００が自立運転を再開すると、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の駆動が停止される。
【００９５】
第３の領域（領域３）は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１よりも低い場合であり、たとえば、図４中の点Ｐ２において再始動要求が生成されたような状態である。
【００９６】
この領域３は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが低く、ピニオンギヤ２６０を同期させなくても、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が可能な領域である。この領域においては、図３で説明したように、係合モードが選択される。
【００９７】
時刻ｔ５において、エンジン１００の再始動要求が生成されると、スタータ制御部３０４は、まずアクチュエータ２３２を駆動させる。これによって、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０側に押し出される。時間ｔ６において、アクチュエータ２３２が駆動された後にリングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了すると、モータ２２０が駆動される。これによってエンジン１００がクランキングされて破線の曲線Ｗ２のように、エンジン１００の回転速度Ｎｅが増加する。その後、エンジン１００が自立運転を再開すると、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の駆動が停止される。
【００９８】
このように、アクチュエータ２３２とモータ２２０とが独立して駆動可能なスタータ２００を用いて、エンジン１００の再始動制御を行なうことによって、従来のスタータでは、エンジン１００の自立復帰が不可能となる回転速度（図４中の時刻ｔ１）から、エンジン１００が停止するまで（図４中の時刻ｔ７）の期間（Ｔｉｎｈ）中エンジン１００の再始動動作が禁止されていた場合に比べて、より短時間でエンジン１００を再始動することが可能となる。これによって、運転者に対して、エンジン再始動が遅れてしまうことによる違和感を低減することができる。
【００９９】
［動作モード設定制御の説明］
図５は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００のスタータ制御部３０４で実行される動作モード設定制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００のメモリに予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【０１００】
図１および図５を参照して、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００において、スタータ制御部３０４は、エンジン１００の始動要求があるか否かを判定する。
【０１０１】
エンジン１００の始動要求がない場合は（Ｓ１００にてＮＯ）、スタータ制御部３０４は、エンジン１００の始動動作は不要であるので、処理をＳ１９０に進めて、待機モードを選択する。
【０１０２】
エンジン１００の始動要求がある場合は（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理がＳ１１０に進められ、スタータ制御部３０４は、次にエンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２以下であるか否かを判定する。
【０１０３】
エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２より大きい場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、エンジン１００の自立復帰が可能な図４における領域１に対応するので、スタータ制御部３０４は、処理をＳ１９０に進めて待機モードを選択する。
【０１０４】
エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２以下の場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、スタータ制御部３０４は、さらにエンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１以下であるか否かを判定する。
【０１０５】
エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１以下の場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、図４における領域１に対応するので、処理がＳ１４５に進められ、スタータ制御部３０４は、係合モードを選択する。そして、スタータ制御部３０４は、制御信号ＳＥ１を出力してリレーＲＹ１を閉成することによってアクチュエータ２３２を駆動する。このとき、モータ２２０は駆動されない。
【０１０６】
その後、Ｓ１７０に処理が進められ、スタータ制御部３０４は、全駆動モードを選択する。そして、スタータ２００によって、エンジン１００のクランキングが開始される。
【０１０７】
次に、スタータ制御部３０４は、Ｓ１８０にて、エンジン１００の始動が完了したか否かを判定する。エンジン１００の始動完了の判定については、たとえば、モータ２２０の駆動開始から所定時間が経過した後に、エンジン回転速度が、自立運転を示すしきい値γより大きいか否かによって判定するようにしてもよい。
【０１０８】
エンジン１００の始動が完了していない場合（Ｓ１８０にてＮＯ）は、Ｓ１７０に処理が戻され、エンジン１００のクランキングが継続される。
【０１０９】
エンジン１００の始動が完了した場合（Ｓ１８０にてＹＥＳ）は、Ｓ１９０に処理が進められて、ＥＣＵ３００は、待機モードを選択する。
【０１１０】
一方、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１より大きい場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められ、ＥＣＵ３００は、回転モードを選択する。そして、ＥＣＵ３００は、制御信号ＳＥ２を出力してリレーＲＹ２を閉成することによってモータ２２０を駆動する。このとき、アクチュエータ２３２は駆動されない。
【０１１１】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて、全駆動モードを選択する。これによって、アクチュエータ２３２が駆動されて、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０が係合し、エンジン１００がクランキングされる。
【０１１２】
［変動抑制制御の説明］
図６は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００の変動抑制制御部３０６で実行される変動抑制制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００のメモリに予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【０１１３】
図１および図６を参照して、Ｓ２００において、変動抑制制御部３０６は、エンジン１００の始動要求があるか否かを判定する。
【０１１４】
エンジン１００の始動要求がない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、処理はＳ２００に戻される。エンジン１００の始動要求がある場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に進められ、変動抑制制御部３０６は、全駆動モードが選択されているか否かを判定する。
【０１１５】
変動抑制制御部３０６は、たとえば、モータ２２０とアクチュエータ２３２がいずれも作動中である場合に全駆動モードが選択されていると判定する。また、変動抑制制御部３０６は、たとえば、アクチュエータ２３２の作動を停止した状態でモータ２２０が作動している場合、あるいは、モータ２２０およびアクチュエータ２３２のいずれもが作動を停止した状態である場合、全駆動モードが選択されていないと判定する。
【０１１６】
全駆動モードが選択されていないと判定された場合（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２２０に進められ、モータ２２０の駆動中であるか否かを判定する。
【０１１７】
モータ２２０が駆動中である場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、変動抑制制御部３０６は、変動抑制制御を実行する。すなわち、変動抑制制御部３０６は、エンジン１００、オルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４のうちの少なくともいずれか一方の作動状態を保持することによって、エンジン１００の負荷の変動を抑制する。
【０１１８】
モータ２２０が駆動中でない場合（Ｓ２２０にてＮＯ）、変動抑制制御部３０６は、この処理は終了する。
【０１１９】
また、全駆動モードが選択されていると判定された場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２４０に進められ、変動抑制制御部３０６は、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が完了したか否かを判定する。
【０１２０】
ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が完了したと判定された場合（Ｓ２３０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５０に進められ、変動抑制制御部３０６は、変動抑制制御を解除する。ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が完了していないと判定された場合（Ｓ２３０にてＮＯ）、変動抑制制御部３０６は、この処理を終了する。
【０１２１】
以上のように、本実施の形態においては、エンジン１００の始動要求に応じて回転モードが選択された場合、アクチュエータ２３２を作動させる時点よりも前にエンジン１００の負荷の変動を抑制するようにエンジン１００、オルタネータ１３２およびエアコンディショナコンプレッサ１３４のうちの少なくともいずれか一方を制御することによって、エンジン１００の回転速度Ｎｅの急変動を抑制することができる。そのため、回転モードの選択時のモータ２２０の駆動中に、エンジン１００の回転速度Ｎｅが変動することに起因してモータ２２０の回転速度Ｎｍとエンジン１００の回転速度Ｎｅとが同期できなくなることを回避することができる。すなわち、モータ２２０の駆動後にアクチュエータ２３２を作動させる場合に、エンジン１００の回転速度Ｎｅを精度よく予測することができる。その結果、エンジン１００の回転速度Ｎｅとモータ２２０の回転速度Ｎｍとを同期させるためのモータ２２０の駆動開始タイミングを精度よく設定することができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することができる。
【０１２２】
また、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了した場合に負荷の変動の抑制を解除する場合には、エンジン１００の負荷を変動させる機器を作動させたり、作動を停止させたりすることができるため、車両の状態を所望の状態に制御することができる。
【０１２３】
さらに、エンジン１００の始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００の負荷を変動させる機器（エアコンディショナコンプレッサ１３４またはオルタネータ１３２）の作動状態を保持する場合には、アクチュエータ２３２を作動させるまでエンジン１００の負荷が変動することを抑制することができるため、始動性の悪化を抑制することができる。
【０１２４】
また、エンジン１００の始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００の作動状態を保持する場合には、アクチュエータ２３２を作動させるまでエンジン１００の負荷が変動することを抑制することができるため、始動性の悪化を抑制することができる。
【０１２５】
また、エンジン１００の始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００の負荷の変動を禁止するようにエンジン１００またはエンジン１００の負荷を変動させる機器を制御する場合には、アクチュエータ２３２を作動させるまでエンジン１００の負荷が変動することを抑制することができるため、始動性の悪化を抑制することができる。
【０１２６】
さらに、エンジン１００の始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００の負荷を変動させる機器の作動を禁止する場合には、アクチュエータ２３２を作動させるまでエンジン１００の負荷が変動することを抑制することができるため、始動性の悪化を抑制することができる。
【０１２７】
そして、エンジン１００の始動要求後の第１時点からアクチュエータ２３２を作動させる第２時点までの間エンジン１００に対する制御値の変化を禁止する場合には、アクチュエータ２３２を作動させるまでエンジン１００の負荷が変動することを抑制することができるため、始動性の悪化を抑制することができる。
【０１２８】
また、本実施の形態において、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の回転速度に基づいて第１のモードと第２のモードとのうちのいずれか一方のモードを選択してエンジン１００が始動するようにアクチュエータ２３２とモータ２２０とを制御する。これによって、エンジン１００の回転速度に応じて適切なモードが選択される。そのため、第２のモードが選択された場合には、より確実にエンジン１００を始動させることができる。
【０１２９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  車両、１００  エンジン、１１０  リングギヤ、１１１  クランク軸、１１５  回転速度センサ、１２０  バッテリ、１２５  電圧センサ、１２７  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１３０  電圧センサ、１３２  オルタネータ、１３４  エアコンディショナコンプレッサ、１３６，１３８，１６８  プーリ、１４０  アクセルペダル、１４２  電磁クラッチ、１５０  ブレーキペダル、１６０  スロットルモータ、１６２  スロットルポジションセンサ、１６４  スロットルバルブ、１６６  吸気通路、１７０  ベルト、１７２  バルブ駆動用アクチュエータ、２００  スタータ、２１０  プランジャ、２２０  モータ、２３０  ソレノイド、２３２  アクチュエータ、２４０  連結部、２４５  支点、２５０  出力部材、２６０  ピニオンギヤ、３００  ＥＣＵ、３０２  判定部、３０４  スタータ制御部、３０６  変動抑制制御部。
【図１】
2012008050.tif 000003
【図２】
2012008050.tif 000004
【図３】
2012008050.tif 000005
【図４】
2012008050.tif 000006
【図５】
2012008050.tif 000007
【図６】
2012008050.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動装置であって、
前記エンジン（１００）を始動させるスタータ（２００）と、
前記エンジン（１００）のクランク軸（１１１）に連結され、前記エンジン（１００）の負荷を変動する機器（１３２，１３４）と、
前記スタータ（２００）の制御装置（３００）とを備え、
前記スタータ（２００）は、
前記エンジン（１００）の前記クランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、
駆動状態において、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、
前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含み、
前記制御装置（３００）は、前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）の各々を個別に駆動可能であり、
前記制御装置（３００）は、前記アクチュエータ（２３２）の駆動に先立って前記モータ（２２０）を駆動させる回転モードを有し、
前記回転モードの実行時に、前記アクチュエータ（２３２）の駆動より前に前記エンジン（１００）および前記機器（１３２，１３４）の負荷変動を抑制する、エンジンの始動装置。
【請求項２】
前記制御装置（３００）は、前記第１のギヤ（１１０）と前記第２のギヤ（２６０）との係合が完了した場合に前記負荷の変動の抑制を解除する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
前記機器は、エアコンディショナコンプレッサ（１３４）およびオルタネータ（１３２）のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記機器（１３２，１３４）の作動状態を保持する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記エンジン（１００）の作動状態を保持する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記エンジン（１００）の負荷の変動を禁止するように前記エンジン（１００）および前記機器（１３２，１３４）のうちのいずれか一方を制御する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
前記機器は、エアコンディショナコンプレッサ（１３４）およびオルタネータ（１３２）のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記機器の作動を禁止する、請求項５に記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
前記制御装置（３００）は、前記始動要求後の第１時点から前記アクチュエータ（２３２）を作動させる第２時点までの間前記エンジン（１００）に対する制御値の変化を禁止する、請求項５に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
前記制御装置（３００）は、前記エンジン（１００）の回転速度に基づいて複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択して前記エンジン（１００）が始動するように前記アクチュエータ（２３２）と前記モータ（２２０）とを制御し、
前記複数の制御モードは、前記回転モードの実行後に前記第１のギヤ（１１０）に向けて前記第２のギヤ（２６０）が移動するように前記アクチュエータ（２３２）を作動させるための第１制御モードと、前記アクチュエータ（２３２）の作動を開始した後に前記モータ（２２０）を作動させるための第２制御モードとを含む、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項９】
エンジンの始動方法であって、
前記エンジンには、前記エンジン（１００）を始動させるスタータ（２００）と、前記エンジン（１００）のクランク軸（１１１）に連結され、前記エンジン（１００）の負荷を変動する機器（１３２，１３４）と、スタータ（２００）の制御装置（３００）とが設けられ、
前記スタータ（２００）は、前記エンジン（１００）の前記クランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、駆動状態において、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含み、
前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）の各々は、個別に駆動可能であり、
前記始動方法は、前記アクチュエータ（２３２）の駆動に先立って前記モータ（２２０）を駆動させる回転モードで前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）を駆動するステップと、
前記回転モードの実行時に、前記アクチュエータ（２３２）の駆動より前に前記エンジン（１００）および前記機器（１３２，１３４）の負荷変動を抑制するステップとを備える、エンジンの始動方法。
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月28日(2012.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動装置であって、
前記エンジンを始動させるスタータと、
前記エンジンのクランク軸に連結され、前記エンジンの負荷を変動する機器と、
前記スタータの制御装置とを備え、
前記スタータは、
前記エンジンの前記クランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、
駆動状態において、前記第２のギヤを前記第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、
前記第２のギヤを回転させるモータとを含み、
前記制御装置は、前記アクチュエータおよび前記モータの各々を個別に駆動可能であり、
前記制御装置は、前記アクチュエータの駆動に先立って前記モータを駆動させる回転モードを有し、
前記回転モードの実行時に、前記アクチュエータの駆動より前に前記エンジンおよび前記機器の負荷変動を抑制する、エンジンの始動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１のギヤと前記第２のギヤとの係合が完了した場合に前記負荷の変動の抑制を解除する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
前記機器は、エアコンディショナコンプレッサおよびオルタネータのうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記制御装置は、始動要求後の第１時点から前記アクチュエータを作動させる第２時点までの間前記機器の作動状態を保持する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
前記制御装置は、始動要求後の第１時点から前記アクチュエータを作動させる第２時点までの間前記エンジンの作動状態を保持する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、始動要求後の第１時点から前記アクチュエータを作動させる第２時点までの間前記エンジンの負荷の変動を禁止するように前記エンジンおよび前記機器のうちのいずれか一方を制御する、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
前記機器は、エアコンディショナコンプレッサおよびオルタネータのうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記制御装置は、前記始動要求後の前記第１時点から前記アクチュエータを作動させる前記第２時点までの間前記機器の作動を禁止する、請求項５に記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記始動要求後の前記第１時点から前記アクチュエータを作動させる前記第２時点までの間前記エンジンに対する制御値の変化を禁止する、請求項５に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記エンジンの回転速度に基づいて複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択して前記エンジンが始動するように前記アクチュエータと前記モータとを制御し、
前記複数の制御モードは、前記回転モードの実行後に前記第１のギヤに向けて前記第２のギヤが移動するように前記アクチュエータを作動させるための第１制御モードと、前記アクチュエータの作動を開始した後に前記モータを作動させるための第２制御モードとを含む、請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項９】
エンジンの始動方法であって、
前記エンジンには、前記エンジンを始動させるスタータと、前記エンジンのクランク軸に連結され、前記エンジンの負荷を変動する機器と、前記スタータの制御装置とが設けられ、
前記スタータは、前記エンジンの前記クランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、前記第２のギヤを前記第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、前記第２のギヤを回転させるモータとを含み、
前記アクチュエータおよび前記モータの各々は、個別に駆動可能であり、
前記始動方法は、前記アクチュエータの駆動に先立って前記モータを駆動させる回転モードで前記アクチュエータおよび前記モータを駆動するステップと、
前記回転モードの実行時に、前記アクチュエータの駆動より前に前記エンジンおよび前記機器の負荷変動を抑制するステップとを備える、エンジンの始動方法。
【国際調査報告】
2012008050.tif 000009
2012008050.tif 000010
2012008050.tif 000011
2012008050.tif 000012